Jeder Stoff der bei 20 °C den Aggregatzustand Flüssig hat muss doch einen gewissen Anteil an Wasser enthalten weil er sonst nicht flüssig sein kann?
Dann müsste doch Motor Öl Wasser enthalten oder?
9 Antworten
Die Eigenschaften von Stoffen (Materie) ergeben sich durch den Aufbau der Atome und Moleküle.
Je nach dem,aus welchen Atomen ein Stoff besteht und wie diese Atome zu Molekülen angeordnet sind,ergeben sich aus unterschiedlichen Bauformen auch unterschiedliche Eigenschaften.
Beispiel:Es gibt Dampfdruckkurven von verschiedenen Stoffen.
Ob nun ein Stoff gasförmig ist oder nicht,das hängt von Druck ab und natürlich auch von der Temperatur.
Jeder Kühlschrank enthält ein Kältemittel,das bei einer bestimmten Temperatur und dem dazugehörigen Druck verdampft.
Die Energie,die dazu notwendig ist,um von der Flüssigkeitsphase in die Dampfphase zu kommen wird aus dem Kühlraum entnommen,der dann gekühlt wird.
Der Gedankengang mag zwar anfänglich vielleicht logisch erscheinen, aber ist es nicht, da nicht nur Wasser flüssig ist sondern auch andere Stoffe, wobei diese kein Wasser enthalten.
Ob ein Stoff flüssig ist oder nicht hängt unter anderem von der intermolekularen Wechselwirkungen zwischen den Molekülen ab, wobei deren Stärke von Faktoren, wie Temperatur und Druck, abhängt.
Ich werde das Ganze anhand der Stoffe Wasser und Hexan erläutern, damit das Ganze klarer wird.
Wasser
Feststoff:
Bei einer Temperatur von < 0°C und einem Standarddruck von 1013,25 hPa ist Wasser ein Feststoff (Eis).
Ein Grund hierfür ist, dass mit der sinkenden Temperatur die Teilchenbewegung abnimmt und sich somit die Teilchen weniger heftig bewegen.
Sollte die Temperatur unter 0°C fallen, so ist die Teilchenbewegung der Wassermoleküle so niedrig, dass sie den Wasserstoffbrücken, welche zwischen den Molekülen vorliegen, weniger "trotzen" und sozusagen in einem festen Gitter vorliegen.
Hierbei liegen sogenannte (Sechs-)Ringe vor.
Bei einer Temperatur von 0K (-273,15°C) bewegt sich gar nichts mehr.
(Quelle: http://www.chemieunterricht.de/dc2/wasser/w-stoffl.htm)
Im Teilchenmodell sieht das Ganze wie folgt aus, wobei die Teilchen dicht aneinander liegen und eine sehr geringe Bewegung aufweisen.
(Quelle: http://w3.restena.lu/ddnuc/COURS/3/330m.htm)
Flüssigkeit:
Bei einer Temperatur zwischen 0°C und 100°C und einem Druck von 1013,25hPa ist Wasser eine Flüssigkeit.
Hierbei liegt eine deutlich höhere Teilchenbewegung vor, wobei die intermolekularen Wechselwirkungen zu schwach sind, die Teilchen komplett an einer Position "festzuhalten".
Deswegen ist Wasser zwischen 0°C und 100°C flüssig.
(Quelle: https://www.chemiezauber.de/inhalt/basic-1/wasser-2/wasserstoffbr%C3%BCcken.html)
Im Teilchenmodell würde das Ganze wie folgt aussehen, wobei die Teilchen keine festen Plätze, wie beim Gitter des Eises, haben und beweglicher sind.
(Quelle: http://w3.restena.lu/ddnuc/COURS/3/330m.htm)
Gas:
Sollte der Druck 1013,25hPa betragen und die Temperatur über 100°C liegen, so liegt Wasser als Gas vor, da die Teilchenbewegung sehr hoch ist.
Dabei sind die Anziehungskräfte zwischen den Molekülen nur sehr gering und der Abstand zwischen den Molekülen ist auch viel größer als bei einem Feststoff oder einer Flüssigkeit, weswegen der Stoff den gasförmigen Aggregatzustand aufweist.
Im Teilchenmodell sieht das Ganze wieder wie folgt aus:
(Quelle: http://w3.restena.lu/ddnuc/COURS/3/330m.htm)
Hexan
Bevor ich wieder auf die einzelnen Aggregatzustände eingehe, erst einmal die Strukturformel eines Hexanmoleküls:
(Quelle: https://www.seilnacht.com/Chemie/ch_hexa.htm)
Wie wir sehen, haben wir hier einen Kohlenwasserstoff, wobei keine partiell polarisierten Atome vorliegen, weswegen hier keine (permanenten) Dipol-Dipol-Wechselwirkungen vorliegen, sondern Van-der-Waals-Wechselwirkungen.
Van-der-Waals-Wechselwirkungen sind schwächer als Wasserstoffbrücken (zumindest in diesem Fall, wobei sich dies bei größeren Molekülen ändert), weswegen die Siede- und Schmelztemperatur auch niedriger sind als die des Wassers.
Die Siedetemperatur des Hexans liegt bei -95°C und die Schmelztemperatur liegt bei 69°C.
Auf der Teilchenebene kann man sich die Van-der-Waals-Wechselwirkungen wie folgt vorstellen:
(Quelle: https://de.wikibooks.org/wiki/Organische_Chemie_f%C3%BCr_Sch%C3%BCler/_Vertiefung)
Die Begründungen des Aggregatzustandes sind hierbei gleich, wie beim Wasser, wobei die Teilchenbewegung wieder eine wichtige Rolle spielt.
Lösungen
Was aber richtig ist, dass du beispielsweise fest Salze in Wasser lösen kannst, wobei die Ionen dann in Wasser gelöst vorliegen.
Dabei kann man den Feststoff minimal bis gar nicht mehr sehen.
Hierbei lagern sich Wassermoleküle an die Ionen, wobei das Ganze auch Hydration genannt wird.
Das Ganze würde dann im Teilchenmodell wieder wie folgt aussehen.
(Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=kG1n1JdNuUM)
~Johannes
Falsche Annahme -> Falsche Schlussfolgerung.
Jeder Stoff, der bei 20 Grad selbst geschmolzen ist, ist bei 20 Grad auch flüssig.
Siehe z.B. Quecksilber, da ist ganz sicher kein Wasser drin.
Wie kommst Du eigentlich auf die Idee dass Flüssigkeiten nur Wasserlösungen sein können?
Quecksilber ist bei Zimmertemperatur auch flüssig, ist aber reines Metal. Motoröl hat in seiner chemischen Zusammensetzung Wasserstoff enthalten, deshalb ist da aber auch kein Wasser drin.
nein.
pflanzenöl ist auch flüssig, ohne wasser zu enthalten.
der aggregatszustand flüssig ist unabhängig von wasser..
Echt starker Beitrag !!